德科學家:免疫系統的記憶訓練優化細胞療法

近期,符茲堡大學(Julius-Maximiliams-Universität Würzburg, JMU)的Kastenmueller團隊破解了一項免疫系統功能的新細節,而這對於免疫系統記住近期的感染是非常重要的。研究結果已發表在最新一期的科學期刊《Nature Immunology》。此發現將可能有助於改善針對腫瘤疾病的免疫療法。

 

人體被病原體感染後,通常會引發一系列反應。其中,稱為T細胞的免疫系統特定細胞會在淋巴結中被激活,隨後分裂並增殖。同時,這些細胞將獲得某些功能,使它們能夠破壞其他細胞,例如:被病毒感染。此外,它們還能產生某些蛋白質,也就是所謂的細胞因子,可利用它們來阻止病原體的繁殖。

由符茲堡大學(Julius-Maximiliams-Universität Würzburg, JMU)系統免疫學研究所的系主任Wolfgang Kastenmueller教授與Georg Gasteiger教授一起領導研究小組,研究的重點是免疫系統與生物體的相互作用,特別是局部網絡內免疫系統的不同細胞與其他器官系統的其他細胞之間的相互作用。

Wolfgang Kastenmueller教授解釋說:「若一個身體戰鬥成功並消滅了病原體,則不再需要這些因病原體入侵而增殖的T細胞,最後它們就會死亡。但是,若這些細胞中約有5%至10%可以存活並發展成持久的“記憶種群”,這將保護人體免受將來的感染。」

 

BATF3因子增強免疫細胞的記憶力

Kastenmueller說明了他研究的主要結果:「根據近期研究,我們發現並確定了一個轉錄因子-BATF3,它巧妙且非常特異性地扮演著調節這些細胞存活並因此轉變為記憶反應的角色。」 科學家們可以證明,BATF3因子只會在T細胞剛開始活化不久後產生,若沒有這個因子會導致免疫反應永久性故障。

到目前為止,仍不清楚BATF3因子在所謂的CD8+ T細胞中的作用。直到科學家嘗試在CD8+ T細胞中過度表現該BATF3因子後,它的重要性才變得清晰,因為研究結果中可以看到這些T細胞的存活率以及免疫記憶確實得到了顯著改善。實驗發現缺乏BATF3的T細胞表現出正常的擴增和分化,但受限於收縮加劇,記憶反應減弱。反之,CD8+ T細胞中的BATF3若過度表達將促進它們的存活和向記憶的過渡。從機理上講,BATF3通過促凋亡因子BIM調節T細胞的凋亡和壽命,也就是說BIM越多,T細胞就會走向凋亡。BATF3藉由編程CD8+ T細胞的存活和記憶,將會是優化患者過繼性T細胞療法有前途有潛力的分子。

BATF3功能的示意圖。上半部,可以看到生理功能以及如果缺少BATF3的後果。下半部則顯示了在表達異常增加的情況下的後果以及由此產生的治療適用性。

 

CAR-T細胞療法已成功治療淋巴細痛的惡性疾病

這項研究把基礎研究與應用醫學相結合,可以利用患者的免疫系統進行癌症治療,來幫助開發更好的療法,也就是所謂的CAR-T細胞療法。

使用CAR-T細胞療法,可從患者血液中提取T細胞,然後用嵌合抗原受體(chimeric antigen receptor, CAR)分子進行基因修飾。這些修飾後的T細胞被轉移回患者體內,修飾後T細胞能攻擊以前無法通過生物化學方法檢測到的腫瘤細胞。

目前,CAR-T細胞療法已成功用於治療像是B細胞淋巴瘤(淋巴系統的惡性疾病)的疾病。Kastenmueller團隊與Michael Hudecek教授目前現在正計劃修飾CAR-T細胞,以提高患者的生存率,進而提高治療效率。

 

 

 

參考資料:

  1. BATF3 programs CD8+ T cell memory, Nature Immunology (2020). DOI: 10.1038/s41590-020-0786-2 , www.nature.com/articles/s41590-020-0786-2
  2. Memory training for the immune system

 

Ying Chang

作者

Ying Chang

曾在醫療相關領域工作三年,包含醫療耗材、檢測服務、扶持計畫等。希望能將更多生醫知識和即時消息分享給關注健康醫療的你們!

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